C - 使用管道，選擇，分叉和execl創建進程樹

Question

我正在嘗試編寫以下2部分程序。在一個文件（「root.c」）中，我用一個1和0的隨機字符串讀取。然後我將結果字符串分成兩半，並通過fork（）將每個半部分發送到自己的進程中。每個子進程使用execl（）來運行第二個程序（「bit_count.c」）。

在bit_count.c中，它： a）檢查（半）串的長度是否等於或小於2。如果是，則返回
1和0的數字到它的父進程。 b）如果沒有，它開始遞歸地將字符串分成兩半，並將每一半發送到它自己的新進程（在root.c中複製該過程）。這會創建一個二進制進程樹，直到所有的字符串都是2個字符或更少。 c）左邊和右邊兒童的計數結果由家長彙總，並返回給其父母，直到返回聚合最高兩個子女的根進程，並將其輸出給用戶。

我與這個項目的問題是將2個字符的計數返回給父項。我現在的想法是將父母的左右讀取管道用dup2（）指向標準輸入，並且只是用孩子的fprintf打印到stdout。父級的select（）函數應該捕獲返回的輸出，對吧？

我的第二個問題是輸出的格式。如果計數是ints，在這種情況下使用select（）返回的最好方法是什麼？我附上了我的代碼，只是被警告說它可能是一團糟 - 我用C代碼生鏽了，這是我第一次接觸select（）和execl（）。

root.c：

#include <stdio.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <string.h> 

int main(int argc, char* argv[]) { 
if (argc != 2) { 
    perror("input file name"); 
    printf("%d", argc); 
    exit(1); 
} 

FILE* fp; 
if((fp = fopen(argv[1], "r")) == NULL) { 
    perror("open file"); 
} 
fseek(fp, 0, SEEK_END); 
long fsize = ftell(fp); 
fseek(fp, 0, SEEK_SET); 
char *bits = malloc(fsize+1); 
fread(bits, fsize, 1, fp); 
fclose(fp); 


char *left_half = malloc(fsize/2 + 1); 
char *right_half; 
if (fsize%2) right_half = malloc(fsize/2 + 2); 
else right_half = malloc(fsize/2 + 1); 

if (!left_half || !right_half) perror("array split"); 
memcpy(left_half, bits, fsize/2); 
if (fsize%2) memcpy(right_half, bits + fsize/2, fsize/2 + 1); 
else memcpy(right_half, bits + fsize/2, fsize/2); 


int fd_left[2], fd_right[2]; 
int zero, one; 
int *left_res, *right_res; 
pid_t left, right; 
struct timeval tv; 
fd_set readfds; 

tv.tv_sec = 2; 
tv.tv_usec = 500000; 

if ((pipe(fd_left) == -1) || (pipe(fd_right) == -1)){ 
     perror("Create pipe error"); 
     exit(1); 
} 

FD_ZERO(&readfds); 
FD_SET(fd_left[0], &readfds); 
FD_SET(fd_right[0], &readfds); 

if ((left=fork()) == 0) { 
     close(fd_left[0]); 
     execl("./bit_count", "bit_count", left_half, NULL); 
     perror("initiating recursion"); 
     exit(1); 
} 
else if(left > 0) { 
    if ((right = fork())==0) { 
     close(fd_right[0]); 
     execl("./bit_count", "bit_count", right_half, NULL); 
     perror("initiating recursion"); 
     exit(1); 
    } 
    else if (right > 0) { 
     close(fd_right[1]); 
     close(fd_left[1]); 
     char *left; 
     char *right; 
     dup2(fd_left[0], 0); 
     dup2(fd_right[0], 0); 

     int ret = select(2, &readfds, NULL, NULL, &tv); 
     read(fd_left[0], &left_res, 1); 
     read(fd_right[0], &right_res, 1);   
     printf("Back in root process!\n"); 

    } 
} 

zero = (*right_res + *left_res); 
one = (*(left_res+sizeof(int)) + *(right_res+sizeof(int))); 

printf("%s had %d zeroes and %d ones\n", argv[1], zero, one); 
return 0; 
} 

bit_count.c（僅相關部分）：

#include <stdio.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 

int main(int argc, char* argv[]) { 
if (argc != 2) { 
    perror("sent bit string"); 
    printf("%d", argc); 
    exit(1); 
} 
char *bit_string = argv[1]; 
int size = strlen(bit_string); 
int counts[2]; 
counts[0] = 0; 
counts[1] = 0; 
if (!(size > 2)) { 

    int i=0; 
    for(; i < size; i++) { 
     if (bit_string[i]=='1') ++counts[1]; 
     else ++counts[0]; 
    } 

    fprintf(stdout, "%p", &counts); 
    fflush(stdout); 
    return 0; 
} 
    } 

Answer 1

1. 我的想法，現在是直接父的左，右讀管道stdin與dup2（），只是打印到stdout與fprintf從孩子。父級的select（）函數應該捕獲返回的輸出，對吧？

號你需要DUP2（FD [1]，STDOUT_FILENO）在孩子調用execl的（）之前。 bit_count應該怎麼知道管道？然後在家長，你可以從fd [0]讀取。爲了使事情變得更簡單，你可以使bit_count成爲一個函數，並直接在子中調用它，而不使用execl（）。然後，您可以只寫入fd [1]（如果您將其設置爲全局，或將值傳遞給bit_count函數）。

1. 我的第二個問題是輸出的格式。如果計數是ints，在這種情況下使用select（）返回的最好方法是什麼？

你可以使用write(STDOUT_FILENO, &counts, 2*sizeof(int))直接寫整數到管道，而不是格式化它們作爲一個字符串。這樣父母不需要將它們轉換回整數。